鈦合金3D打印進一步滲透至消費電子領域 有望提振鈦合金需求

一、鈦合金行業概述

根據觀研報告網發布的《中國鈦合金行業發展深度分析與投資前景研究報告（2023-2030年）》顯示，鈦合金是以鈦為基礎加入其他元素組成的合金，屬于比較年輕的金屬，從發現到現在也就六七十年的歷史。鈦合金材料具有質量輕、強度大、彈性小、耐高溫和耐腐蝕等特點，主要應用于航空航天及尖端軍工領域。目前隨著技術的成熟，鈦合金作為一種越來越常見的金屬材料已開始在艦船、化工設備、海洋、體育器材、醫用植入物、汽車、摩托車、自行車、建筑、生活用品等領域廣泛應用。

鈦及鈦合金主要用途和相關性質

資料來源：觀研天下數據中心整理

鈦合金元素根據它們對相變溫度的影響可分為三類：①穩定a相，提高相轉變溫度的元素為a穩定元素，有鋁、鎂、氧和氮等。其中鋁是鈦合金主要合金元素，它對提高合金的常溫和高溫強度，降低比重、增加彈性摸量有明顯效果。②穩定B相、降低相變溫度的元素為B穩定元素。又可分同晶型和共析型二種，前者有鉬、鈮、釩等：后者有鉻、錳、銅、硅等。③對相變溫度影響不大的元素為中性元素，有鋯、錫等。

觀研天下分析師觀點：由于鈦合金的價格昂貴，目前，多數材料需求方在采購過程中以比價采購為主，即在滿足訂貨技術規范和進度的前提下最低價中標，但這樣容易形成劣幣驅逐良幣的現象。尤其是對質量有嚴苛要求的航空航天及尖端軍工領域來說，其使用的鈦合金產品在市場采購時，不能以低價中標為導向，而是應以優質的質量為前提，才能有助于生產企業的良性發展。

二、鈦合金極具發展潛力，3D打印有望提振鈦合金需求

1、打印材料是3D打印的核心，當前非金屬與金屬格局約為6：4

我國3D打印行業蓬勃發展，已形成較為完備的產業鏈，市場規模有望加速擴容，預計2026年將超千億元。其中，打印材料是3D打印技術的關鍵基礎，也是3D打印技術創新的核心要素。它的種類、物理和化學屬性直接決定了其3D打印的成型工藝、設備結構、成型件的性能等，可以說，新的材料是3D打印技術幾十年發展中的重要推力。3D打印的材料主要分成光敏樹脂材料、工程塑料材料、金屬材料、陶瓷材料、生物材料、橡膠材料、石墨烯材料等這幾大類?，F階段我國3D打印仍舊以非金屬類為主，非金屬類材料包括工程塑料、光敏樹脂、陶瓷材料和細胞生物原料。非金屬與金屬材料大致形成6：4的格局，且國內在3D打印原材料方面的生產企業較少，特別是金屬材料方面，仍依賴進口。

非金屬材料具備無?；涂啥ㄖ频膬瀯?，適用于從原型制造到生物醫學的各個領域，尤其是良好的生物相容性使得其在個性化醫療產品和特殊工程中作用突出，但受限于材料性能以及成本和制造要求，當前非金屬材料主要用于樣品和模具的生產，量和價都很難起來；而金屬3D打印除了具備同樣的優勢外，在打印效率和打印質量上相比傳統金屬加工工藝均有較為明顯的提升，甚至能夠完成傳統工藝無法制造的高復雜度高精密度零部件的打印，同時還可以減少廢料、避免材料浪費，符合可持續發展的要求，具有更大的發展潛力。

3D打印材料對比

資料來源：觀研天下數據中心整理

2、鈦合金發展最快、份額最高，未來份額有望進一步提升

各種不同的金屬都可以以粉末形式用于通過3D打印制造零件，目前市場上常見的金屬3D打印材料主要集中在鈦合金、鋁合金及不銹鋼領域，其中鈦合金的發展最快、份額最高。

資料來源：智慧芽、觀研天下整理

相較于其他材料，鈦合金具有比強度高、高溫力學性能和抗蠕變性能好、耐腐蝕性能好等優良的綜合性能，被認為是最適合制備成為粉末的金屬材料。材料性能方面，粉末質量是影響最終打印部件結構及性能質量以及使用成熟度的關鍵因素之一，若粉末或者工藝參數選擇不當，成形件中容易出現球化、裂紋、孔隙以及翹曲變形等缺陷，嚴重影響其成形精度和力學性能。通常粉末質量越好、一致性越高、 波動越小、粒徑越小，其打印出的產品致密性、機械性能越好。

鈦合金材料在3D打印材料中的優勢

資料來源：觀研天下數據中心整理

目前我國鈦合金粉末綜合質量略遜于國外，尤其在航空航天等高端領域，3D打印使用的高品質鈦合金粉末還主要依賴進口，國內自產的鈦合金粉末還存在粒徑較大、氧含量高、不同批次粉末質量不穩定等問題，難以滿足關鍵部件3D打印要求。此外，其制造成本也一直居高不下，3D打印用鈦粉價格遠高于普通鈦金屬材料，據艾瑞咨詢數據，3D打印用鈦粉約為180萬元/噸，而航空用鈦材價格約為20萬元/噸(截至2022年10月)。短期看，我國鈦合金粉末仍面臨綜合性能及制造成本痛點，但隨著相關技術的不斷突破與生產效率的提升，鈦合金粉末有望實現持續的降本增效，在3D打印材料中份額有望進一步提升。

我國鈦合金粉末質量與國外存在一定差距

資料來源：觀研天下數據中心整理

三、產業鏈上多家企業加碼布局，鈦合金加速滲透

1、鈦合金3D打印材料正在進一步滲透至消費電子領域

近年來，鈦合金3D打印材料已經在航空航天、國防軍事、生物醫學、汽車高鐵等高精尖領域展示了廣闊的應用前景，當前正在進一步滲透至消費電子領域。鈦合金在高強度、輕量化、耐腐蝕等方面具備顯著優勢，有助于消費電子產品的輕薄化與耐久性。同時，相比減法制造工藝（CNC工藝）在面臨結構復雜的鈦合金件時加工難度大、良品率低的問題，3D打印對復雜結構低成本敏感性的優勢也愈發凸顯。

2023年以來，鈦合金3D打印材料在折疊手機中的亮相驚艷全場。數據顯示，此前最輕薄的折疊屏手機華為MateX3（素皮版）的厚度為11.91mm、重量為244.19g，而應用3D打印技術的榮耀MagicV2（雅黑素皮版）的厚度、重量分別為10.54mm、235.60g，在產品輕量化上實現了突破。隨著材料、工藝的改進以及制造端成本的逐漸降低，未來該技術勢必將掀起消費電子市場新革命。

2、蘋果、華為、三星、OPPO等上市公司加快布局

當前蘋果正在積極引入3D打印技術，從其專利儲備和已經發布的Apple watch UItra 配備上看，使用鈦合金制作手機中框有可能成為蘋果下一代手機創新點之一。截至2022年12月，蘋果公司已累計獲得鈦合金材料相關專利8項，預計今年新款產品部分鈦金屬機構件將采用3D列印技術。

此外，目前三星、華為、OPPO等公司均計劃在下一代產品中使用鈦合金技術。三星、OPPO等公司已經開始加速與供應鏈溝通、測試，試圖在下一代產品中使用鈦合金技術，而榮耀等廠商近日發布的折疊屏手機的鉸鏈軸蓋部分，也已采用了鈦合金3D打印工藝。

產業鏈上，多家上市公司宣布加碼產能建設。鉑力特表示，公司構建了較為完整的金屬3D打印產業生態鏈。在接待機構調研時，公司表示，在技術研發領域，公司將不斷加大研發投入，實現新的突破，積極探索行業需求與技術前沿。從零件結構、材料、尺寸、性能等方面持續攻堅克難，并不斷豐富工藝技術路線，完善打印材料種類，拓展打印設備尺寸能力，保持技術先進性，形成系統長久的企業核心競爭力；華曙高科表示，公司建立了自主可控的3D打印技術體系；銳科激光表示，公司增材制造領域劃分進入戰略業務，3D打印等表面處理業務發展態勢良好，已有批量訂單。

四、我國高端鈦精礦產量不足，進而影響鈦合金價格

鈦合金是一種難以加工的金屬，由于鈦在高溫條件下化學活性小，其冶煉技術及操作環境十分苛刻，必須要在高溫、真空條件下進行冶煉，溫度常達到800℃以上，相比于鋼鐵冶煉要困難許多。因此雖然其儲量豐富，但鈦合金的價格卻遠超于其它的材料，鐵合金每千克不超過9元，銅每千克不超過50元，而鈦合金最高價格可達300元，其中民用的鈦合金在180-240元，而軍用的鈦合金每千克不低于500元，甚至可達1300元。

市場供需關系是影響鈦合金材料價格的重要因素之一。此外，鈦原材料價格也非常重要。鈦是一種稀有金屬，當前全球鈦礦資源主要分布在中國、澳大利亞、印度等國家，開采成本較高，而且只有少數國家能夠開采，所以鈦原材料價格波動較大，進而影響鈦合金價格。

全球鈦礦資源儲量

資料來源：觀研天下數據中心整理

具體到我國，主要有三種類型的鈦礦資源：鈦鐵礦砂礦、鈦鐵礦巖礦和金紅石巖礦，我國探明的鈦資源分布在21個?。ㄗ灾螀^、直轄市）共108個礦區，鈦礦儲量基礎（以TiOz計）7.4747億噸，儲量（以TiOz計）1.5985億噸。但由于我國鈦礦貧礦多，富礦少，整體品位偏低：鈦鐵礦平均品位一般為 5%~10%，金紅石平均品位一般為1%~5%，多在1%~2%。同時國內選礦技術尚不成熟，導致我國高端鈦精礦產量不足，綜合利用率低，無法滿足國內的鈦礦需求，因此，中國對高品位優質鈦礦的需求主要依賴進口，對外依存度高達 40%。2018年至 2023年，國產鈦礦、進口鈦礦、金紅石價格均總體呈現上行趨勢，國產鈦礦平均價格從約 1000 元/噸漲到約 2000元/噸，進口鈦礦價格從200美元/噸左右漲到400美元/噸左右，金紅石價格從4000元/噸左右漲到13000元/噸左右。在總體供不應求的趨勢下，可以預計我國鈦合金價格未來仍將呈上行趨勢。

觀研天下分析師觀點：長期以來，產量是影響鈦合金行業價格波動的主要因素，但隨著下游需求領域的發展，尤其是以航空航天為代表的高端鈦材應用占比逐年提升，未來3-5年高端需求將主導價格走勢，產量決定價格走勢的時期已經過去。（LZC）